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，并在输出端串接一个1kΩ的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有1mV／K的电压信号。 数字显示温度计的设计
AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。
下面给出用AD590构成数字显示温度计的设计过程。
在设计测温电路时，首先应将电流转换成电压。由于AD590为电流输出元件，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，即转换成10mV／K，为了使此电阻精确（0．1％），可用一个9．6kΩ的电阻与一个1kΩ电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10kΩ。图3.1.2所示是一个电流／电压和绝对／摄氏温标的转换电路，其中运算放大器A1被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗。而运放A2的作用是把绝对温标转换成摄氏温标，给A2的同相输入端输入一个恒定的电压（如1．235V），然后将此电压放大到2．73V。这样，A1与A2输出端之间的电压即为转换成的摄氏温标，运放A3反相并放大５倍输送给A/D转换器。
图 3.1.2
将AD590放入0℃的冰水混合溶液中，A1同相输入端的电压应为2．73V，同样使A2的输出电压也为2．73V，因此A1与A2两输出端之间的电压：2.73－2.73＝0V即对应于0℃。 3.3、放大电路
741放大器为运算放大器中最常被使用的一种，拥有反相向与非反相两输入端，由输入端输入欲被放大的电流或电压信号，经放大后由输出端输出。放大器作动时的最大特点为需要一对同样大小的正负电源，其值由±12Vdc至±18Vdc不等，这里使用±12Vdc的电压。741运算放大器的接脚配置如图3.1.3
第三章 硬件设计原理
图 3.1.3
741运算放大器使用时需于7、4脚位供应一对同等大小的正负电源电压＋Vcc与－Vcc，一旦于2、3脚位即两输入端间有电压差存在，压差即会被放大于输出端，唯Op放大器具有一特色，其输出电压值决不会大于正电源电压＋Vcc或小于负电源电压－Vcc，输入电压差经放大后若大于外接电源电压＋Vcc至－Vcc之范围，其值会等于＋Vcc或－Vcc，故一般运算放大器输出电压均具有如图3.1.4之特性曲线，输出电压于到达＋Vcc和－Vcc后会呈现饱和现象。
图3.1.4
3.4 A/D转换电路单元
ADC0804芯片介绍
图3.1.5：ADC0804规格及引脚分配图
本设计采用的A/D芯片为ADC0804，它是CMOS 8位单通道逐次渐近型的模/数转换器，其规格及引脚图如图3所示，根据手册我们可以得到各个引脚的大致功能如下： /CS：芯片片选信号，低电平有效，即/CS=0,该芯片才能正常工作，在外接多个ADC0804
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芯片时，该信号可以作为选择地址使用，通过不同的地址信号使能不同的ADC0804芯片，
从而可以实现多个ADC通道的分时复用。
/WR:启动ADC0804进行ADC采样，该信号低电平有效，即/WR信号由高电平变成低电
平时，触发一次ADC转换。
/RD:低电平有效，即/RD=0时，可以通过数据端口DB0～DB7读出本次的采样结果。 UIN（+）和UIN（-）：模拟电压输入端，模拟电压输入接UIN（+）端，UIN（-）端接地。
双边输入时UIN（+）、UIN（-）分别接模拟电压信号的正端和负端。当输入的模拟电压信号存在“零点漂移电压”时，可在UIN（-）接一等值的零点补偿电压，变换时将自动从UIN（+）中减去这一电压。
VREF/2：参考电压接入引脚，该引脚可外接电压也可悬空，若外界电压，则ADC的参考
电压为该外界电压的两倍，如不外接，则Vref与Vcc共用电源电压，此时ADC的参考电压即为电源电压Vcc的值。
CLKR和CLKIN：外接RC电路产生模数转换器所需的时钟信号，时钟频率CLK = 1/1.1RC，一般要求频率范围100KHz～1.28MHz。 AGND和DGND：分别接模拟地和数字地。
/INT:中断请求信号输出引脚，该引脚低电平有效，当一次A/D转换完成后，
将引起/INT=0，实际应用时，该引脚应与微处理器的外部中断输入引脚相连（如51单片机的INT0,INT1脚），当产生/INT信号有效时，还需等待/RD=0才能正确读出A/D转换结果，若ADC0804单独使用，则可以将/INT引脚悬空。 DB0~DB7：输出A/D转换后的8位二进制结果。 ADC0804模拟转数字对照表 十六进制 F E D C B A
二进制 1111 1110 1101 1100 1011 1010 高四位 低四位 相对电压值(2.56V) 高四位 4.800 4.480 4.160 3.840 3.520 3.200 低四位 0.300 0.280 0.260 0.240 0.220 0.200 分别与满刻度的比率 15/16 14/16 13/16 12/16 11/16 10/16 15/256 14/256 13/256 12/256 11/256 10/256 第三章 硬件设计原理
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 9/16 8/16 7/16 6/16 5/16 4/16 3/16 2/16 1/16 0/16 9/256 8/256 7/256 6/256 5/256 4/256 3/256 2/256 1/256 0/256 表3.4.1 2.880 2.560 2.240 1.920 1.600 1.280 0.960 0.640 0.320 0 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0 根据以上对照表，可以得出以下结论
如果:输入模拟量VIN=4V,由上表可知 3.840+0.160=4V 数字为11001000=C8H 模数转换器ADC0804的工作分为三个过程： ①，复位中断触发信号
信号 表明ADC0804转换已经结束，它提示单片机随时可以读取转换结果，是ADC0804的一个输出信号。一般情况下，启动A/D转换前应该复位这个 信号，以等待新的转换完成后ADC0804发出新的 信号，这样才可以读到新的转换结果。
复位 信号的时序如图2中的A，在实现片选 （ ＝0）的前提下，使用一个读信号 的下降沿就可以复位 信号。
②，启动ADC0804的A/D转换
ADC0804中的A/D转换器在满足一定条件时开始一个转换过程，这个条件就是：在实现片选 （ ＝0）的前提下， 引脚上出现的一个上升沿。
启动A/D转换的时序如图2中的B，实现片选以后（ ＝0），使用一个写信号就可以启动一个转换过程。图中 是时间延迟，时间 是转换时间。
③，读取转换结果
在A/D转换结束以后，ADC0804的 引脚将给出一个低脉冲，如果把这个引脚直接连接到单片机的外部中断引脚P3.或P3.，这个低脉冲将引起单片机中断，单片机可以在中断处理程序中读取ADC0804的转换结果。
实验中我们由CH0输入模拟量，DO输出数字量。我们把AD0832的CS、CLK、D0、DI
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端分别连接在P3.3、P3.2，P3.1，P3.0端，所以ADC0804的片选、时钟信号、启动位和配置位均通过置位端口实现。由于是CH0输入模拟信号，所以配置位为10。ADC0804为单端输出模式。由于AD是串行输入输出，故前3个脉冲上升沿完成设置，第4—11个脉冲下降沿后取1位AD转换的结果，在第11—18个脉冲下降沿后第二次取AD转换结果，将两次结果进行比对，如果一致，则完成转换，关ADC0804；如果不一致，则重新开始转换。
经AD转换后，数字量D与温度值的转换如下所示：
D?5?C?255?273
10mV/K本设计中的A/D转换由集成电路0804完成。0804具有一个模拟电压输入端口。5脚为中断请求信号输出引脚，该引脚低电平有效，当一次A/D转换完成后，将引起/INT1=0，实际应用时，该引脚应与微处理器的外部中断输入引脚相连（如51单片机的INT0,INT1脚），当产生/INT信号有效时，还需等待/RD=0才能正确读出A/D转换结果。CLKR和CLKIN引脚是外接RC电路产生模数转换器所需的时钟信号。/CS引脚为芯片片选信号，低电平有效，即/CS=0,该芯片才能正常工作。单片机的P1、P2.0~P2.2端口作为3位LED数码管显示控制。P0端口用作A/D转换数据读入，P2.6、P3.6、P3.7用作0804的A/D转换控制。
为了提高精度，扩大测量范围，在A/D转换前还要将信号加以放大并进行零点迁移，
因而一个高稳定性的、高精度的放大电路是必须的。当温度变化时，AD590会产生电流变化，当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，即转换成10mV／K，为了使此10kΩ电阻精确，可用一个9kΩ的电阻与一个2kΩ的电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10kΩ。运算放大器A1被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗，由运放A2减去2.732做零位调整（即把绝对温度转成摄氏温度），最后由运放A3反相并放大５倍输送给A/D转换器。具体硬件连接图如图3.4所示。
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